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'Aprendizajes:

- Reconoce las características generales de los cinco reinos y los tres dominios

Introducción

Al observar nuestro entorno podemos encontrar una gran diversidad de organismos que habitan el planeta; el tamaño de los seres vivos puede ir desde micras* hasta decenas de metros, la esperanza de vida puede variar desde unas pocas horas a miles de años.

Pero detrás de esta gran diversidad se esconde la uniformidad: todos los organismos estamos formados por células, las cuales están constituidas, a escala molecular, por los mismos elementos estructurales, se trate de una bacteria o la célula de algún organismo pluricelular. Así como también, todos los seres vivos compartimos el planeta Tierra que permite la continuidad de la vida en diferentes ecosistemas y que cumple con ciertas condiciones muy particulares que no se han encontrado hasta ahora en otros planetas que forman al Universo.

Aunque nuestro planeta tiene cierta estabilidad en las condiciones ambientales, sabemos que hay zonas en las que las condiciones dominantes resultan demasiado restrictivas para la mayoría de los organismos. Un ejemplo son los microorganismos que han logrado sobrevivir y desarrollarse en distintos hábitats gracias a que presentan estrategias adaptativas altamente eficaces para las condiciones extremas como son las temperaturas elevadas o muy bajas, presión excesiva, presencia de sustancia químicas dañinas para la mayoría de los organismos, etc. Estos procesos adaptativos se han transformado progresivamente a lo largo de millones de años de evolución.

¿Cómo clasificamos a los seres vivos?

Debido a esta gran diversidad, se hizo necesario, desde hace mucho tiempo, dar nombre y clasificar en grupos a los seres vivos.

Estos grupos se establecieron basados en las características comunes importantes o rasgos compartidos, de manera que los miembros de cada grupo sean semejantes entre si y diferentes al resto de los organismos.

A través de las obras del filósofo griego Hipócrates sabemos que en el año 4000ac se hacían esfuerzos para estudiar y clasificar a los organismos. Notaban que las plantas eran inmóviles mientras que los animales se movían e ingerían alimentos, por lo que se establecieron dos reinos (plantas y animales) lo cual estuvo vigente hasta no hace muchos años. En el siglo XVII prevalecían las creencias religiosas y no se tenia mucha información sobre la edad de la Tierra, se pensaba que todos los seres vivos habían sido creados por una fuerza divina y que habían estado presentes en el planeta siempre, el trabajo del naturalista era el descubrimiento y clasificación de estos organismos. Uno de los problemas de ese sistema, fue el considerar el concepto de “especie” como algo estático e inmutable.

Posteriormente, el científico sueco Carlos Linneo a mediados del siglo XVIII, también clasifica a los seres vivos en dos reinos bien diferenciados: El reino Animalia que estaba integrado por organismos móviles y heterótrofos, y el reino Plantae que incluía a los vegetales, organismos inmóviles, autótrofos y fotosintéticos. Según él, los protozoos se incluían en el reino Animalia, mientras que el resto de los microorganismos pertenecían al reino Plantae. Además desarrollo un sistema de clasificación jerárquica y el sistema de nomenclatura binomial en 1753, el cual es la base del sistema de clasificación que se utiliza actualmente.

En el siglo XIX, empezó a quedar claro que esta clasificación era insuficiente para contener la inmensa diversidad de los seres vivos y se propusieron varios esquemas con tres, cuatro o más grupos. Darwin con su libro “Origen de las Especies” dejo perfectamente claras las líneas de lo que seria en el futuro las investigaciones sobre el tema: “es muy probable que todos los organismos que existen en la Tierra desciendan de un antepasado común”, fue necesario revisar y cambiar muchos conceptos preexistentes. Se comenzó a ver, de manera mas clara, la necesidad de considerar las relaciones evolutivas como parte esencial de cualquier clasificación.

El zoólogo alemán Ernest Heinrich Haeckel en el año de 1866, era un gran admirador de los trabajos de Darwin y un investigador incansable sobre anatomía y embriología de los animales inferiores, propuso la creación de un tercer reino, el reino Protista, que incluiría a los organismos dotados de una arquitectura biológica elemental (seres unicelulares o multicelulares formados por células indiferenciadas, a diferencia de lo que se encontraba en animales y plantas los cuales eran seres pluricelulares formados por células diferencias que se organizan formando tejidos con funciones especializadas). Es cierto que su idea de “Protista” sufrió muchas variaciones, pero las bacterias siempre se mantuvieron dentro de esa definición. Llegó a afirmar también que el ancestro común de animales y plantas tendría que haber sido un organismo similar a la Euglena, que en presencia de luz es fotosintético aunque en su ausencia se comporta como heterótrofo.

A partir de estas aportaciones los científicos se dieron cuenta de que tal vez era necesario dejar un poco de lado los sistemas basados en la organización biológica y la agrupación celular para considerar como carácter básico y fundamental la estructura y organización de la unidad básica de los organismos: la célula.

El microbiólogo francés Edouard Chatton en 1925 nota que las bacterias y cianobacterias presentan características celulares diferentes del resto de los Protistas (que eran algas y hongos) y para el año de 1937 propone la idea de separar a los Protistas en dos grupos principales: los Procariontes y los Eucariontes, debido a que el tipo de células básicas que los constituyen son diferentes. Las células Procariontes no presentan membrana nuclear y su estructura interna es relativamente simple, mientras que las células Eucariontes presentan una membrana nuclear y su estructura interna es más compleja. Ahora, quedaba claro que todos los seres vivos menos bacterias y cianobacterias estaban formadas por células eucariotas. Murray en 1968 propuso incluir todos los seres vivos con células procariontes (bacterias, y algas cianofíceas o verde azules) en una categoría taxonómica al mas alto nivel. Entonces se propuso un cuarto reino Procariotae o Procariota.

Los cinco reinos

Whittaker en 1969 propone el sistema de los cinco reinos que divide a todos los seres vivos en cinco reinos: Monera, Protista, Fungi, Plantae y Animalia, siendo el reino Fungi el ultimo en ser propuesto. Este sistema, por su gran sencillez y utilidad, se ha mantenido vigente hasta nuestros días. Se basa en las características celulares, nutrición, tejidos, etc. A continuación se dará una breve descripción de las características de cada reino.

Figura 1.- Los cinco reinos propuestos por Whittaker en 1969.

Monera: Son organismos microscópicos, unicelulares, procariontes. Su nutrición es por absorción, quimiosintesis, fotoheterótrofos o fotoautotrofos. Metabolismo anaerobio, facultativo, microaerofilos o aerobios. Su reproducción es asexual (algunas veces hay recombinación genética). Generalmente no son móviles, y si lo son se desplazan por flagelos o por deslizamiento. Pertenecen a este grupo las Eubacterias, Archeabacterias y algas verde-azules.

Protistas: Organismos simples, microscópicos predominantemente unicelulares, eucariontes, pueden realizar la fotosíntesis o ingerir alimento. Generalmente son aerobios, su nutrición es por ingestión, absorción o, si es fotoautotrofo, por plasmidos fotosintéticos. Todas las formas se reproducen asexualmente; muchos tienen verdadera reproducción sexual como meiosis. No son móviles, o si lo son, se desplazan por medio de cilios, flagelos u otros medios (pseudópodos por ejemplo). Algunos organismos que pertenecen a este reino son las algas, euglenas, diatomeas, protozoos, rotíferos, etc.

Fungi: Seres vivos unicelulares o multicelulares, con células eucariotas que tienen pared celular pero no están organizadas en tejidos. No realizan la fotosíntesis, obtienen los nutrientes disolviendo y absorbiendo sustancias animales y vegetales en descomposición. Se reproducen por esporas. Generalmente son aerobios, de nutrición heterotrófica. Sin flagelos, no presentan motilidad excepto el protoplasma fluido. Producen esporas haploides. No hay pinocitosis o fagocitosis. Ejemplos de este reino son las Myxomycophyta (hongos mucilaginosos) y Eumycophyta (hongos verdaderos)

Animalia: Son organismos multicelulares compuestos por células eucariotas. Las células están organizadas en tejidos y no presentan pared celular. No llevan a cabo la fotosíntesis y obtienen los nutrientes principalmente por ingestión. Son aerobios y realizan la digestión en una cavidad interior, pero algunas formas son absorbentes y no presentan esta cavidad interior; hay fagocitosis y pinocitosis. Presentan, principalmente reproducción sexual con meiosis (formación de gametos); organización haploide aunque en phyla inferiores falten los gametos. Motilidad basada en fibras contráctiles. El cigoto se desarrolla en blástula. Amplia diferenciación celular en tejidos con uniones celulares complejas. Los grupos que pertenecen a este reino son los vertebrados, insectos, gusanos, esponjas, etc.

Plantae: Multicelulares eucariotas. Sus células están organizadas en tejidos, tiene pared celular y son vacuoladas, con plástidos fotosintéticos. Aerobias. Obtienen nutrientes por fotosíntesis (cuya fuente de energía es la luz y cuyo agente es el pigmento verde llamado clorofila o algún otro similar) y también por absorción. Desarrollan embriones sólidos, su reproducción generalmente es sexual, con organización haploide y diploide (alternancia de generaciones); la fase haploide reducida en miembros superiores del reino. Generalmente no son móviles. Los organismos que pertenecen a este reinos son los musgos, helechos, coníferas, plantas con flor, etc.

Para 1970 Lynn Margulis publica su libro “Origin of Eukaryotic Cells” en el cual propone el origen Endosimbiotico de las células eucariotas. Esta teoría plantea que las células de este tipo no evolucionaron por mutaciones genéticas sino por combinaciones múltiples de un número de células determinadas. Esta idea esta basada en la comparación moléculas secuenciadas (RNAr, RNA polimerasa, proteínas hsp70, hsp90, ATPasas), con las que se hizo evidente que el ancestro de las células eucariotas es el resultado de la fusión simbiótica entre una Eubacteria Gram–negativa y una Arqueobacteria (eocito) y ambos grupos contribuyeron a la formación del genoma nuclear. Esta hipótesis no fue aceptada durante mucho tiempo, pero actualmente es una teoría básica para explicar hechos fundamentales en la historia de la evolución celular.

Los Tres Dominios

Entre 1981 y 1990, Woese y sus colaboradores, comenzaron a realizar estudios moleculares comparativos para analizar la sistemática filogenética de los seres vivos. Desde entonces, es posible establecer relaciones entre diversos organismos y reunirlos en arboles filogenéticos. Usando las secuencias de RNA ribosomal, descubrieron que los Procariotas incluían dos grupos filogenéticos distintos: Arqueobacterias, que se encuentran en nichos ecológicos con condiciones de vida extremas (metabolizadores de metano, azufre, que pueden habitar en ambientes muy ácidos y calientes –termófilos extremos- y otros que viven en ambientes salinos-halobacterias-) y Eubacterias que son organismos mas habituales y se encuentran en muchos nichos ecológicos. Lo más sorprendente que se puede extraer, de los estudios filogenéticos, que las Arqueobacterias están mas relacionadas con los Eucariotas que las Eubacterias. Se ha determinado que la acumulación de mutaciones puntuales en Eubacterias es mas baja que en Plantas y Animales, por lo que, los Procariontes han requerido del doble de tiempo para poder evolucionar. Según las Teorías de Woese y sus colaboradores, la vida en la Tierra puede clasificarse en Tres Dominios.

Actualmente para poder lograr que los métodos de clasificación se correspondan fielmente con la naturaleza, los biólogos han examinado y comparado la anatomía, fisiología, genética, comportamiento, ecología y fósiles para poder establecer relaciones de ancestria-descendencia de tantos organismos como ha sido posible. Se ha logrado identificar y descrito mas de 1, 5 millones de grupos diferentes y aun quedan muchos mas por ser estudiados y reconocidos.

Las ramas que forman parte de la Biología contribuyen a estos estudios, pero la Sistemática es la especialidad que se encuentra mas implicada en los problemas relacionados con la clasificación de los seres vivos.

Figura 2.- Los Tres Dominios Woese y sus colaboradores.

• 1 micra: equivale a la milésima (1/1000) parte de un milímetro.

Bibliografía:

- Alexander, P. et al. Biología. Prentice Hall, New Jersey. 1992. - Curtis, H y N. Sue Barnes. Biología, Medica Panamericana, España. 2000. - Margulis L. Symbiosis in Cell Evolution, Yale University Press, New Haven, Conn. 1970. - Solomon, E. et al. Biologia, Mc Graw Hill Interanericana, México, 2001. - Ville, C. Biología. McGraw-Hill. México.2000. - Woese et al.: Sci. Am. 244: 98-122, 1980 y Proc.Natl.Acad.Sci.USA 87:4576-4579, 1991). - http://danival.org/100%20biolomar/4000notasbio/clas/clas_historia.html